第三章理想光學(xué)模型(4)

1、第三章第三章 理想光學(xué)系統(tǒng)理想光學(xué)系統(tǒng)(4)復(fù)習(xí) 一一.垂軸放大率垂軸放大率fxxflnl nl fl fllnn當(dāng)當(dāng) 時(shí)有時(shí)有復(fù)習(xí)二二.沿軸放大率沿軸放大率222 22dlflfnldlf lfn l dxxdxx 注意：上面的式子只對沿軸微小線段適用。注意：上面的式子只對沿軸微小線段適用。若沿軸方向?yàn)橐挥邢蘧€段，此時(shí)軸向放大率以若沿軸方向?yàn)橐挥邢蘧€段，此時(shí)軸向放大率以 表表示：示：12121212llllllxxxxxx或21nn復(fù)習(xí) 三三.角放大率角放大率11lfnlfn tgUUtgxffx 角放大率與角度角放大率與角度 U 和和 U 的大小無關(guān)，僅隨物像位的大小無關(guān)，僅隨物像位置而改

2、變，在同一對共軛點(diǎn)上，置而改變，在同一對共軛點(diǎn)上，所有共軛光線與光軸所有共軛光線與光軸夾角正切之比為常數(shù)。夾角正切之比為常數(shù)。復(fù)習(xí)四四. 三放大率之間的關(guān)系三放大率之間的關(guān)系 對于一對共軛面上，只要知道一種放大率就對于一對共軛面上，只要知道一種放大率就能確定另外兩種放大率。換句話說，對于一對共能確定另外兩種放大率。換句話說，對于一對共軛面上我們只能對一種放大率提出要求，不能任軛面上我們只能對一種放大率提出要求，不能任意提出兩種、三種放大率的要求。意提出兩種、三種放大率的要求。復(fù)習(xí) 在理想光學(xué)模型中存在著一對角放大率為在理想光學(xué)模型中存在著一對角放大率為 1 的的共軛點(diǎn)和共軛面，這一對共軛點(diǎn)記為

3、共軛點(diǎn)和共軛面，這一對共軛點(diǎn)記為 J 和和 J ，分別稱為分別稱為物方節(jié)點(diǎn)物方節(jié)點(diǎn)和和像方節(jié)點(diǎn)像方節(jié)點(diǎn)。過節(jié)點(diǎn)的垂軸。過節(jié)點(diǎn)的垂軸平面相應(yīng)的稱為平面相應(yīng)的稱為物方節(jié)平面物方節(jié)平面和和像方節(jié)平面像方節(jié)平面。1JJxffxHHFFJJnnNNfxHfxJfxHfxJJUJU0, 0ff復(fù)習(xí):nn若1JJ 此時(shí)，物像方節(jié)點(diǎn)分別和物像方主點(diǎn)重合，此時(shí)，物像方節(jié)點(diǎn)分別和物像方主點(diǎn)重合，主點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)具有相同的性質(zhì)，主點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)具有相同的性質(zhì)， ，通過物像，通過物像方主點(diǎn)的一對共軛光線互相平行。方主點(diǎn)的一對共軛光線互相平行。HHUUHHJJFFAA第七節(jié)第七節(jié) 理想光學(xué)模型的作圖求解理想光學(xué)模型的作圖求解 已知

4、一個(gè)理想光學(xué)模型的已知一個(gè)理想光學(xué)模型的基點(diǎn)和基面基點(diǎn)和基面，也，也可以用作圖法來解決成像的問題。光學(xué)系統(tǒng)圖可以用作圖法來解決成像的問題。光學(xué)系統(tǒng)圖解的意義在于非常直觀地表示出光學(xué)系統(tǒng)的成解的意義在于非常直觀地表示出光學(xué)系統(tǒng)的成像特性，將抽象的光線傳播變得實(shí)際、具體。像特性，將抽象的光線傳播變得實(shí)際、具體。 基點(diǎn)和基面物、像方焦點(diǎn)物、像方焦點(diǎn)物、像方焦平面物、像方焦平面物、像方主點(diǎn)物、像方主點(diǎn)物、像方主平面物、像方主平面物、像方節(jié)點(diǎn)物、像方節(jié)點(diǎn)物、像方節(jié)平面物、像方節(jié)平面 基點(diǎn)、基面有哪些？基點(diǎn)、基面有哪些？理想光學(xué)模型圖解求像的要點(diǎn)是：理想光學(xué)模型圖解求像的要點(diǎn)是： 要尋找一物點(diǎn)經(jīng)理想光學(xué)模

5、型所成的像點(diǎn)的要尋找一物點(diǎn)經(jīng)理想光學(xué)模型所成的像點(diǎn)的位置，只要設(shè)法尋找由物點(diǎn)發(fā)出的位置，只要設(shè)法尋找由物點(diǎn)發(fā)出的任意兩條光線任意兩條光線經(jīng)光學(xué)模型以后的共軛出射光線經(jīng)光學(xué)模型以后的共軛出射光線，這兩條共軛光，這兩條共軛光線的交點(diǎn)便是像點(diǎn)。線的交點(diǎn)便是像點(diǎn)。 要尋找物方某一條光線的像方共軛出射光線，要尋找物方某一條光線的像方共軛出射光線，只要找出它在像方必定要通過的兩點(diǎn)或者是它在只要找出它在像方必定要通過的兩點(diǎn)或者是它在像方必定要通過的一點(diǎn)和它的出射方向。像方必定要通過的一點(diǎn)和它的出射方向。例例1 1 已知理想光學(xué)模型的主點(diǎn)和焦點(diǎn)，求作已知理想光學(xué)模型的主點(diǎn)和焦點(diǎn)，求作A A點(diǎn)的像，光組在空氣中

6、，主點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)重合。點(diǎn)的像，光組在空氣中，主點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)重合。HHJJFFAANNQ例例2 2 已知理想光學(xué)模型的節(jié)點(diǎn)、主點(diǎn)、焦點(diǎn)，已知理想光學(xué)模型的節(jié)點(diǎn)、主點(diǎn)、焦點(diǎn)，求作求作ABCDABCD正方形的像。正方形的像。HHJJFFnnABCDABCDNNMM例例3 3 已知理想光學(xué)模型的主點(diǎn)、焦點(diǎn)，求已知理想光學(xué)模型的主點(diǎn)、焦點(diǎn)，求ABAB物物體的像，光組在空氣中體的像，光組在空氣中HHFFABABNNJJ規(guī)定從左到右是光線的正方向時(shí)：規(guī)定從左到右是光線的正方向時(shí)： 對于入射光線以物方主面為屆，物方主面對于入射光線以物方主面為屆，物方主面的左面為實(shí)際光線，右面為虛光線。的左面為實(shí)際光線，右面為虛光線。

7、 物體也以物方主面為界，物方主面之左為物體也以物方主面為界，物方主面之左為實(shí)物實(shí)物，之右為，之右為虛物虛物。HHJJFFBNNB規(guī)定從左到右是光線的正方向時(shí)：規(guī)定從左到右是光線的正方向時(shí)：HHFFABABNN 對于出射光線以像方主面為界，像方主面對于出射光線以像方主面為界，像方主面之右為實(shí)際光線，像方主面之左為虛光線。之右為實(shí)際光線，像方主面之左為虛光線。 像以像方主面為界，在像方主面之右為像以像方主面為界，在像方主面之右為實(shí)實(shí)像像，在像方主面之左為，在像方主面之左為虛像虛像。HHJJFFBNNBHHJJFFBNNB光線正方向光線正方向特殊光線的共軛出射光線HHJJFFNNMM0 fHHFFN

8、N0 fJJ0 fHHJJFFQNNabab利用像方焦平面和節(jié)點(diǎn)的性質(zhì)HHJJFF0 fNNQabab利用像方焦平面和節(jié)點(diǎn)的性質(zhì)利用物方焦平面和節(jié)點(diǎn)的性質(zhì)0 fHHJJFFQabNNab利用物方焦平面和節(jié)點(diǎn)的性質(zhì)0 fHHJJFFQbNNaab利用物方焦點(diǎn)和像方焦平面的性質(zhì)0 fHHJJFFQaNNabbMM利用物方焦點(diǎn)和像方焦平面的性質(zhì)0 fHHJJFFQbNNaabMM利用物方焦平面和像方焦點(diǎn)的性質(zhì)0 fHHJJFFQaNNabbMM利用物方焦平面和像方焦點(diǎn)的性質(zhì)0 fHHJJFFQNNaabbMM 一薄系統(tǒng) ， ， 。物體高度 ，物距 ，求物方焦距 ，像的位置 、 ，及像的大小、虛實(shí)、正

9、倒。 已知薄的理想光學(xué)系統(tǒng)的物、像方焦點(diǎn) 、 和 倍的一對共軛面 和 , 是虛物面， 是虛像面。利用作圖法作出物體 的像 ，見圖3-20。 150fmm 1n5 . 1 n10ymm50 xmmfxlFF1mom o momo ABA B 圖3-22中，進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)的光線自左向右行進(jìn)，薄光組 對虛物 成像為 ,作圖求出物、像方焦點(diǎn) 、 。 HHABA B FF習(xí)題講解 1.設(shè)一焦距為設(shè)一焦距為30mm的正透鏡在空氣中，在透鏡后面的正透鏡在空氣中，在透鏡后面1.5f，2f，3f和和4f處分別置一高度為處分別置一高度為60mm的虛物。試用作圖的虛物。試用作圖法，高斯公式和牛頓公式求其像的位置和大小。法，高斯公式和牛頓公式求其像的位置和大小。 2.設(shè)一焦距為設(shè)一焦距為50mm的負(fù)透鏡在空氣中，在其前置一高度的負(fù)透鏡在空氣中，在其前置一高度為為50mm的實(shí)物于的實(shí)物于4f，3f，2f和和1.5f處。試用作圖法，